CN111474500A - 一种有色金属电解精炼中电解板短路开路自动巡查、处理系统 - Google Patents
一种有色金属电解精炼中电解板短路开路自动巡查、处理系统 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种有色金属电解精炼中电解板短路开路自动巡查、处理系统，该系统包括龙门机构、巡查车；所述龙门机构包括龙门架、行车架、行车电机、行车轮和龙门轨道；所述巡查车包括巡查车架、巡查车电机、巡查车主动链轮、巡查车从动链轮、巡查车轮、气泵、控制箱、阴极板检测处理机构、阴极板结瘤处理机构；控制箱内安装数控系统。该机器自动化程度高、巡查速度快、可进行阴极板短路或开路全自动检测和处理、以及阴极板结瘤自动处理，降低了工作强度,提高了有色金属产量。
Description
技术领域 本发明涉及有色金属电解时阴极板短路、开路巡查机械技术领域，具体涉及一种有色金属电解精炼中电解板短路开路自动巡查、处理系统。
背景技术 有色金属电解时，电解槽内一般放置35块阳极板和34块阴极板，在电解过程中，经常出现极板短路或接触不良故障，导致有色金属析出减少，影响产品产量和质量，造成电解过程中的电力、人力和时间的直接浪费。目前，国内在铅电解过程中，极板的状态检测是通过人工巡回，手工检测的方式，操作工人必须通过手摸眼看，结合工作经验来判断是否有短路或开路状态，然后逐一排除，因此，检测除障速度慢、准确率低，而且工人劳动强度大，加之电解液的腐蚀性、毒害性对工人造成人体伤害，存在很大的健康隐患。
在有色金属电解过程中，极板的短路或开路导致铅电解不完全，影响有色金属产量。阴极板短路情况：因极板导电棒未放置好，或精铅在析出过程中，某个凸起位置电解铅析出速度较快,阴极板上会长出长粒子(即结瘤),结瘤过长，与阳极板接触，从而引起了阴阳极板短路(如图1、图2),电流升高。极板短路直接造成短路电流转换为热能，导致极板发热，人工巡查就是依靠极板短路发热来判断极板短路的，因此，人工巡查速度慢、检测不准确、不及时，直接影响生产效率。阴极板开路情况：因接触点腐蚀或杂物造成的无电接触而造成的极板开路现象，人工巡查只能依靠长期积累的经验来判断是否开路，巡查难度大，处理不全面，且巡查速度慢。
发明内容 为了改变有色金属电解是人工查槽的缺点和不足，本发明研发出一种有色金属电解精炼中电解板短路开路自动巡查、处理系统，该机器自动化程度高、巡查速度快、可进行阴极板短路或开路全自动检测和处理、以及阴极板结瘤自动处理，降低了工作强度,提高了有色金属产量。
本发明为解决技术问题所提供的技术方案如下：
一种有色金属电解精炼中电解板短路开路自动巡查、处理系统，包括龙门机构、巡查车；所述龙门机构包括龙门架、行车架、行车电机、行车轮和龙门轨道；所述行车架固定在龙门架两端，所述行车电机固定在行车架上，行车电机带动行车轮运行，所述龙门轨道卡在行车轮两缘内；
所述巡查车包括巡查车架、巡查车电机、巡查车主动链轮、巡查车从动链轮、巡查车轮、气泵、控制箱、阴极板检测处理机构、阴极板结瘤处理机构；所述巡查车电机通过链条与巡查车主动链轮配合,所述巡查车主动链轮通过巡查车轮轴带动巡查车从动链轮和巡查车轮运行；所述巡查车从动链轮与固定在龙门架上的导向链条配合，所述气泵、控制箱均固定在巡查车架上，控制箱内安装数控系统。
所述阴极板检测处理机构包括机械手、机械手气缸、机械手座、机械手座滑轮、机械手座滑轮固定板、机械手座带动电机、机械手座带动轴、机械手座带动链条、机械手座带动链轮、电流传感器、温度传感器；所述机械手与机械手气缸相连,固定在机械手座上，所述机械手座通过机械手座滑轮板上的机械手座滑轮，固定在机械手座滑动轨道内；所述机械手座带动链条固定在机械手座两端，绕过机械手座带动链轮，与机械手座配合器连接；所述机械手座带动链轮通过机械手座带动轴与机械手座带动电机连接；所述电流传感器、温度传感器均固定在巡查车架底端。
所述阴极板结瘤处理机构包括结瘤刮板、结瘤刮板轴、结瘤刮板气缸、结瘤刮板链轮、结瘤刮板链轮带动器，所述结瘤刮板固定在结瘤刮板轴上，所述结瘤刮板链轮带动器由链条座、链条组成，链条固定在链条座两侧，所述结瘤刮板链轮固定在结瘤刮板轴一端，与结瘤刮板链轮带动器上的链条配合，所述结瘤刮板气缸固定在巡查车架上,所述结瘤刮板链轮带动器固定在结瘤刮板气缸活塞杆上,带动结瘤刮板链轮旋转，从而带动两个结瘤刮板靠近或分开。
所述数控系统包括PLC、人机界面，行车电机控制器信号处理模块，巡查车电机控制器信号处理模块，极板电流、温度检测信号处理模块，机械手座带动电机控制器信号处理模块，机械手气缸信号处理模块，结瘤刮板气缸信号处理模块；行车电机控制器信号处理模块用于控制行车电机运转，控制龙门机构Y方向运行；巡查车电机控制器信号处理模块用于控制巡查车电机运转，控制巡查车X方向运行；极板电流、温度检测信号处理模块用于处理电流传感器和温度传感器的信号，并将信号传至数控系统；机械手座带动电机控制器信号处理模块用于控制机械手座带动电机运转；机械手气缸信号处理模块用于控制机械气缸动作；结瘤刮板气缸信号处理模块用于控制结瘤刮板气缸动作。
整机运行过程：本机通过X、Y方向运行，实现电解槽内阴极板全覆盖巡查检测、处理。参见图3有色金属电解精炼中电解板短路开路自动巡查、处理系统运行路线图，本图示以3排电解槽，每排5槽为例(可根据实际情况进行路线设计)，本机从起点开始运行，沿X、Y方向呈“S”型路线运行，到达终点后，整机呈直线路线返回到起点。
在起点处，巡查车位于电解槽一侧，控制箱发出Y方向运行指令，龙门机构带动巡查车沿Y方向运行，运行过程中，巡查车上的阴极板检测处理机构处于工作状态，阴极板结瘤处理机构处于待命状态，阴极板检测处理机构中的电流传感器和温度传感器进行阴极板状态检测，并将检测到的电流和温度数据实时传输到控制箱内数控系统，数控系统分析数据发现异常后，将处理指令发送给阴极板检测处理机构和阴极板结瘤处理机构，具体动作步骤如下：
动作步骤1：机械手座带动电机开始运转，通过机械手座带动链条和机械手座带动链轮，带动固定在机械手座上的机械手向下运行；
动作步骤2：机械手气缸动作，机械手张开，到达阴极板处后，机械手座带动电机停止运转，机械手气缸回退，机械手将阴极板夹住；
动作步骤3：机械手座带动电机反方向运转，带动机械手将阴极板吊起；
动作步骤4：同时，结瘤刮板气缸动作，通过结瘤刮板链轮和结瘤刮板轴带动两个结瘤刮板靠近，将向上运行阴极板上的结瘤刮掉，机械手座到达指定位置后，结瘤刮板恰好刮完整张阴极板的结瘤，结瘤刮板气缸回退，结瘤刮板回到原始位置。
动作步骤5：机械手座带动电机运转，机械手向下运行，到达电解槽处，机械手气缸回退，机械手松开，将阴极板放回电解槽内；
动作步骤6：机械手座带动电机反向运转，机械手座回到初始位置，完成一次阴极板异常检测、处理和结瘤处理工作。
巡查车到达电解槽另一侧时，完成一个电解槽检测，龙门机构停止运行，控制箱发送X方向运行指令，巡查车开始沿X方向运行，到达下一个电解槽时，巡查车停止运行，控制箱发送Y方向运行指令，龙门机构开始沿Y方向运行，进行下一个电解槽阴极板短路、短路检测和阴极板结瘤处理工作。
反复进行此工作程序，直至检测完所有电解槽，到达运行终点后，控制箱内数控系统发送“回到初始位置”指令，龙门机构和巡查车同时运行，呈直线运动轨迹，回到起点，完成所有电解槽阴极板短路、短路检测和阴极板结瘤处理工作。
本发明的优点在于：1、自动化程度高，实现了有色金属电解阴极板短路、开路自动检测和处理，以及阴极板结瘤处理；2、有色金属电解阴极板短路、开路、结瘤自动检测和处理及时，且处理速度快，提高了生产效率和电解质量；3、将人员操作环节简化，减少人为操作相关的安全隐患，并减少与电解槽内有腐蚀性和有毒害性的电解液接触，提升了工人的职业健康水平。
附图说明
图1为现有技术中极板结瘤主视局部示意图；
图2为现有技术中极板结瘤俯视局部示意图；
图3为本发明运行路线图；
图4为本发明的数控系统方框图；
图5为有色金属电解精炼中电解板短路开路自动巡查、处理系统前视图；
图6为有色金属电解精炼中电解板短路开路自动巡查、处理系统等轴测视图；
图7为有色金属电解精炼中电解板短路开路自动巡查、处理系统等轴测视图局部图；
图8为有色金属电解精炼中电解板短路开路自动巡查、处理系统巡查车前视图；
图9、图10为有色金属电解精炼中电解板短路开路自动巡查、处理系统巡查车等轴测视图；
图11为有色金属电解精炼中电解板短路开路自动巡查、处理系统阴极板检测处理机构等轴测视图；
图12为有色金属电解精炼中电解板短路开路自动巡查、处理系统阴极板结瘤处理机构示意图；
1-龙门架；2-行车架；3-行车电机；4-行车轮；5-拖链；6-巡查车；7-龙门轨道；8-巡查车架；9-巡查车电机；10-控制箱；11-巡查车轮；12-导向链条；13-巡查车从动链轮；14-巡查车主动链轮；15-机械手；16-机械手气缸；17-机械手座；18-结瘤刮板气缸；19-机械手座带动链条；20-结瘤刮板；21-结瘤刮板轴；22-气泵；23-机械手座带动电机；24-机械手座带动链轮；25-结瘤刮板链轮；26-结瘤刮板链轮带动器；27-巡查车轮轴；28-机械手座配合器；29-机械手座滑动轨道；30-机械手座带动轴；31-机械手座滑轮；32-机械手座滑轮固定板；33-温度传感器；34-电流传感器。
具体实施方式
参见图5、图6、图7分别为本发明的前视图、轴测视图和等轴测视图局部图。
一种有色金属电解精炼中电解板短路开路自动巡查、处理系统主要包括龙门机构和巡查车，所述龙门机构包括龙门架1、行车架2、行车电机3、行车轮4和龙门轨道7。
所述行车架2固定在龙门架1两端，所述行车电机3固定在行车架2上，带动行车轮4运行，所述龙门轨道7卡在行车轮4两缘内，保证行车轮4在龙门轨道7上运行。所述龙门机构还包括拖链(5)，所述拖链一端与龙门架(1)连接，另一端与巡查车(6)连接。拖链用于收纳电线。
龙门机构运行过程：控制箱发出Y方向运行指令，两个行车电机同步带动行车轮4在龙门轨道7上运行，使整机在Y方向运动。
参见图8为本发明巡查车前视图；图9、图10为本发明巡查车等轴测视图。
所述巡查车包括巡查车架8、巡查车电机9、控制箱10、巡查车轮11、导向链条12、巡查车从动链轮13、巡查车主动链轮14、阴极板检测处理机构和阴极板结瘤处理机构。
所述巡查车电机9固定在巡查车架8顶端,通过链条与巡查车主动链轮14配合,所述巡查车主动链轮14通过巡查车轮轴27带动巡查车从动链轮13和巡查车轮11运行；所述巡查车从动链轮13与固定在龙门架上的导向链条12配合，防止巡查车运行过程中滑动。所述气泵23、控制箱10均固定在巡查车架8上。控制箱10内安装数控系统。所述控制箱上安装风扇。
所述巡查车轮11通过巡查车轮轴27固定在巡查车架8上，四个巡查车轮11在龙门架1上运行。
巡查车运行过程：控制箱发出X方向运行指令，巡查车电机9带动巡查车主动链轮14运行，巡查车主动链轮14通过巡查车轮轴27带动巡查车轮11运行，使巡查车在龙门架1上运行，即在X方向运动。巡查车从动链轮13与导向链条12配合，防止巡查车在运行过程中滑动，导致运行数据不准确。
参见图11为阴极板检测处理机构示意图和图12为阴极板结瘤处理机构示意图；
所述阴极板检测处理机构包括机械手15、机械手气缸16、机械手座17、机械手座滑轮31、机械手座滑轮固定板32、机械手座带动电机23、机械手座带动轴30、机械手座带动链条19、机械手座带动链轮24、电流传感器34、温度传感器33。
所述机械手座17上带有气缸固定孔，用于固定机械手气缸16，所述机械手气缸16与机械手15连接，用于带动机械手15抓取阴极板；所述机械手座带动电机23固定在巡查车架8上，并通过机械手座带动轴30带动机械手座带动链轮24运转，所述机械手座带动链条24固定在机械手座17两端，绕过机械手座带动链轮24，与机械手座配合器28连接；所述机械手座配合器与机械手座结构相同，机械手座配合器滑轮通过机械手座配合器滑轮固定板固定在机械手座上，并与固定在巡查车架上的滑动轨道配合，所述机械手座配合器28用于配合机械手座17运行；所述机械手座滑轮31通过机械手座滑轮固定板32固定在机械手座17上，并与固定在巡查车架8上的机械手座滑动轨道29配合，使整个机械手座17在机械手座滑动轨道29方向运行；所述电流传感器34、温度传感器33均固定在巡查车架底端，指向阴极板。以上构成了完整的阴极板检测处理机构。
所述阴极板结瘤处理机构包括结瘤刮板20、结瘤刮板轴21、结瘤刮板气缸18、结瘤刮板链轮25、结瘤刮板链轮带动器26。所述结瘤刮板20固定在结瘤刮板轴21上，所述结瘤刮板链轮带动器由链条座、链条组成，链条固定在链条座两侧，所述结瘤刮板链轮25固定在结瘤刮板轴21一端，与结瘤刮板链轮带动器26上的链条配合，所述结瘤刮板气缸18固定在巡查车架8上,所述结瘤刮板链轮带动器26固定在结瘤刮板气缸18的活塞杆上,带动结瘤刮板链轮25旋转，使两个结瘤刮板20靠近或分开。
阴极板检测处理机构和阴极板结瘤处理机构工作过程：
巡查车6在电解槽上方运行，电流传感器34实时检测阴极板电流数据，温度传感器33用于辅助阴极板短路或开路检测，使阴极板检测更准确，两种传感器将电流和温度数据传输到控制箱内，通过数据分析，发现阴极板异常后，将抓取阴极板信号传输给机械手座带动电机23，机械手座带动电机23运转，通过机械手座带动轴30、机械手座带动链轮24和机械手座链条配合，带动机械手座17向下运行，同时机械手气缸16动作，机械手15张开，到达阴极板处后，机械手气缸16回退，机械手15将阴极板夹住，机械手座带动电机23反向运转，带动机械手座17向上运行，阴极板被抓起。同时，结瘤刮板气缸18动作，通过结瘤刮板链轮带动器26和结瘤刮板链轮25配合，带动结瘤刮板轴21旋转，两个结瘤刮板20靠近，将缓步上升阴极板上的结瘤刮掉；机械手座17到达设定位置后，机械手座带动电机23停止运转，结瘤刮板气缸18回退，结瘤刮板20回到原始位置，机械手带动电机23运转，机械手座17向下运行，将阴极板调整后，放回电解槽内，完成阴极板短路、开路检测处理、结瘤处理工作。
以上对本发明做了详尽的描述，其目的在于让熟悉此技术领域的人士能够了解本发明的内容并加以实施，但并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明的精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。
Claims (5)
1.一种有色金属电解精炼中电解板短路开路自动巡查、处理系统，其特征在于：包括龙门机构、巡查车；所述龙门机构包括龙门架(1)、行车架(2)、行车电机(3)、行车轮(4)和龙门轨道(7)；所述行车架(2)固定在龙门架(1)两端，所述行车电机(3)固定在行车架(2)上，行车电机带动行车轮(4)运行，所述龙门轨道(7)卡在行车轮(4)两缘内；
所述巡查车包括巡查车架(8)、巡查车电机(9)、巡查车主动链轮(14)、巡查车从动链轮(13)、巡查车轮(11)、气泵、阴极板检测处理机构、阴极板结瘤处理机构；所述巡查车电机(9)通过链条与巡查车主动链轮(14)配合,所述巡查车主动链轮(14)通过巡查车轮轴(27)带动巡查车从动链轮(13)和巡查车轮(11)运行；所述巡查车轮(11)在龙门架(1)上运行，所述气泵、控制箱(10)均固定在巡查车架(8)上，控制箱(10)内安装数控系统；
所述阴极板检测处理机构包括机械手(15)、机械手气缸(16)、机械手座(17)、机械手座滑轮(31)、机械手座滑轮固定板(32)、机械手座带动电机(23)、机械手座带动轴(30)、机械手座带动链条(19)、机械手座带动链轮(24)、机械手座配合器(28)、电流传感器(34)、温度传感器(33)；所述机械手(15)与机械手气缸(16)相连,固定在机械手座(17)上，所述机械手座(17)通过机械手座滑轮固定板(32)上的机械手座滑轮(31)，固定在机械手座滑动轨道内；所述机械手座带动链条(19)固定在机械手座(17)两端，绕过机械手座带动链轮(24)，与机械手座配合器(28)连接；所述机械手座带动链轮(24)通过机械手座带动轴(30)与机械手座带动电机(23)连接；所述电流传感器(34)、温度传感器(33)均固定在巡查车架底端，用于检测阴极板状态；
所述阴极板结瘤处理机构包括结瘤刮板(20)、结瘤刮板轴(21)、结瘤刮板气缸(18)、结瘤刮板链轮(25)、结瘤刮板链轮带动器(26)，所述结瘤刮板(20)固定在结瘤刮板轴(21)上，所述结瘤刮板链轮带动器(26)由链条座、链条组成，链条固定在链条座两侧，所述结瘤刮板链轮固定在结瘤刮板轴一端，与结瘤刮板链轮带动器上的链条配合，所述结瘤刮板气缸(18)固定在巡查车架(8)上,所述结瘤刮板链轮带动器(26)固定在结瘤刮板气缸活塞杆上,带动结瘤刮板链轮(25)旋转，从而带动两个结瘤刮板靠近或分开；
所述数控系统包括PLC、人机界面，行车电机控制器信号处理模块，巡查车电机控制器信号处理模块，极板电流、温度检测信号处理模块，结瘤刮板气缸信号处理模块，机械手气缸信号处理模块，机械手座带动电机控制器信号处理模块；行车电机控制器信号处理模块用于控制行车电机运转，巡查车电机控制器信号处理模块用于控制巡查车电机运转，极板电流、温度检测信号处理模块用于处理电流传感器和温度传感器的信号，并将信号传至数控系统；机械手座带动电机控制器信号处理模块用于控制机械手座带动电机运转；机械手气缸信号处理模块用于控制机械气缸动作；结瘤刮板气缸信号处理模块用于控制结瘤刮板气缸动作。
2.根据权利要求1所述的有色金属电解精炼中电解板短路开路自动巡查、处理系统，其特征在于：所述龙门机构还包括拖链(5)，所述拖链一端与龙门架(1)连接，另一端与巡查车(6)连接。
3.根据权利要求1所述的有色金属电解精炼中电解板短路开路自动巡查、处理系统，其特征在于：所述巡查车电机(9)固定在巡查车架(8)顶端。
4.根据权利要求1所述的有色金属电解精炼中电解板短路开路自动巡查、处理系统，其特征在于：所述控制箱(10)上安装风扇。
5.一种有色金属电解精炼中电解板短路开路自动巡查、处理系统的工作过程控制方法，用于对该系统的工作过程进行控制，其特征在于：
在起点处，巡查车(6)位于电解槽一侧，控制箱(10)内的数控系统发出Y方向运行指令，龙门机构带动巡查车(6)沿Y方向运行，运行过程中，巡查车(6)上的阴极板检测处理机构处于工作状态，阴极板结瘤处理机构处于待命状态，阴极板检测处理机构中的电流传感器(34)和温度传感器(33)进行阴极板状态检测，并将检测到的电流和温度数据实时传输到控制箱内的数控系统，数控系统分析数据发现异常后，将处理指令发送给阴极板检测处理机构和阴极板结瘤处理机构，具体动作步骤如下；
动作步骤1：机械手座带动电机(23)开始运转，通过机械手座带动链条(19)和机械手座带动链轮(24)，带动固定在机械手座(17)上的机械手(15)向下运行；
动作步骤2：机械手气缸(16)动作，机械手(15)张开，到达阴极板处后，机械手座带动电机(23)停止运转，机械手气缸(16)回退，机械手(15)将阴极板夹住；
动作步骤3：机械手座带动电机(23)反方向运转，带动机械手(15)将阴极板吊起；
动作步骤4：同时，结瘤刮板气缸(18)动作，通过结瘤刮板链轮(25)和结瘤刮板轴(21)带动两个结瘤刮板靠近，将向上运行阴极板上的结瘤刮掉，机械手座到达指定位置后，结瘤刮板(20)恰好刮完整张阴极板的结瘤，结瘤刮板气缸回退，结瘤刮板回到原始位置；
动作步骤5：机械手座带动电机(23)运转，机械手(15)向下运行，到达电解槽处，机械手气缸(16)回退，机械手(15)松开，将阴极板放回电解槽内；
动作步骤6：机械手座带动电机(23)反向运转，机械手座回到初始位置，完成一次阴极板异常检测、处理和结瘤处理工作；
动作步骤7：巡查车(6)到达电解槽另一侧时，完成一个电解槽检测，龙门机构停止运行，控制箱的数控系统发送X方向运行指令，巡查车(6)开始沿X方向运行，到达下一个电解槽时，巡查车(6)停止运行，控制箱的数控系统(10)发送Y方向运行指令，龙门机构开始沿Y方向运行，进行下一个电解槽阴极板短路、短路检测和阴极板结瘤处理工作；
本机从起点开始运行，沿X、Y方向呈“S”型路线运行，反复进行上述工作步骤，直至检测完所有电解槽，到达运行终点后，控制箱内的数控系统发送“回到初始位置”指令，龙门机构和巡查车(6)同时运行，呈直线运动轨迹，回到起点，完成所有电解槽阴极板短路、短路检测和阴极板结瘤处理工作。
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